MX2011001753A - Valvula biestable y metodo para accionamiento de sistema de freno de estacionamiento teniendo una valvula biestable. - Google Patents

Abstract

La invención se relaciona con una válvula (10) biestable que tiene un dispositivo (12) de autoretención. La invención prevé que el dispositivo (12) de autoretención comprende un elemento (14) deslizante movible, una, muesca (16) fija y un elemento (18) de retención profunda, rotatorio relativo al elemento (14) deslizante y la muesca (16). La invención se relaciona además con un método para el accionamiento de un sistema (24) de freno de estacionamiento que tiene una válvula (10) biestable comprendiendo un dispositivo (12) de autoretención.

Description

VALVULA BIESTABLE Y METODO PARA ACCIONAMIENTO DE SISTEMA DE FRENO DE ESTACIONAMIENTO TENIENDO UNA VALVULA BIESTABLE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con una válvula biestable que tiene un dispositivo de autoretención.

La invención se relaciona además con un método para el accionamiento de un sistema de freno de estacionamiento que tiene una válvula biestable que comprende un dispositivo de autoretención.

Un vehículo dispone, además de un freno de servicio para frenar el vehículo durante el funcionamiento de marcha, usualmente de un freno de estacionamiento que es apropiado para asegurar el vehículo en estado estacionado contra un rodar no intencional. Este freno de estacionamiento debe ser soltado de nuevo por el conductor antes de iniciar la marcha para permitir que el vehículo arranque nuevamente. Además, un estado de funcionamiento puesto del freno de estacionamiento debe ser estable, es decir, el freno de estacionamiento no debiera poder soltarse espontáneamente en caso de un defecto. Los vehículos industriales tienen, con esta finalidad, por ejemplo un cilindro de freno de resorte acumulador bajo precarga de un resorte que bloquea las respectivas ruedas asignadas en caso de no existir una señal de accionamiento para soltar el freno de estacionamiento.

Este comportamiento del freno de estacionamiento permite una seguridad máxima del vehículo al estacionar el vehículo; pero puede tener consecuencias desfavorables durante el funcionamiento de marcha. Si durante la marcha se presenta un defecto en el sistema electrónico o mecánico que controla el sistema de freno de estacionamiento que interrumpe la señal necesaria para mantener soltado el freno de estacionamiento, entonces el freno de estacionamiento es puesto automáticamente. El frenado forzoso del vehículo a causa de esto puede suceder espontáneamente y presentar un riesgo de tránsito. Además, el freno de estacionamiento ya cerrado no puede volver a soltarse, por lo que el arrastre del vehículo también se hace muy difícil.

Este problema puede contrarrestarse porque el freno de estacionamiento es estable también en estaco soltado. Es decir, el freno de estacionamiento queda en estado soltado en caso de un defecto durante el funcionamiento de marcha. Esto puede ser llevado a la práctica, por ejemplo, mediante una válvula biestable que controla el freno de estacionamiento. La válvula biestable tiene dos estados de conmutación estables; un primer estado de conmutación está asociado con el freno de estacionamiento puesto, y un segundo estado de conmutación con el freno de estacionamiento soltado.

Se conocen diferentes opciones del estado de la técnica para garantizar la biestabilidad de una válvula. Es posible, por ejemplo, desplazar un imán permanente entre dos posiciones de reposo estables mediante un campo magnético generado por un impulso eléctrico.

La invención se basa en el objetivo de ofrecer una válvula biestable alternativa que puede ser materializada con pocos componentes simples y que garantiza, simultáneamente, una gran conflabilidad.

Este objetivo se logra mediante las características de las reivindicaciones independientes.

Acondicionamientos ventajosos y perfecciona-mientos de las invenciones son desprendibles de las reivindicaciones dependientes .

La válvula biestable inventiva perfecciona el estado de la técnica genérico porque el dispositivo de autoretención comprende un elemento deslizante móvil, una muesca fija y un elemento de retención profunda, rotatorio relativo al elemento deslizante y la muesca fija. El elemento deslizante móvil y la muesca fija, así como el elemento de retención profunda, rotatorio relativo al elemento deslizante y la muesca fija forman juntos un mecanismo de bolígrafo. Este mecanismo de bolígrafo naturalmente es poco susceptible a fallas y simultáneamente fácil de producir. El elemento deslizante es realizado en forma movible en su dirección axial, la muesca fijada o fija y el elemento de retención profunda de manera que pueda girar relativo al elemento deslizante y la muesca; el eje rotatorio del elemento de retención profunda puede ser definido mediante la dirección de movimiento axial del elemento deslizante.

Preferentemente puede preverse que la válvula biestable comprenda un elemento de accionamiento realizado como una bobina de inducción eléctricamente controlada para el accionamiento del dispositivo de autoretencion. El uso de una bobina de inducción eléctricamente controlada para accionar el dispositivo de autoretencion, es decir, para la desviación axial del elemento deslizante movible, es una opción perfecta para el control de válvulas .

Alternativamente puede preverse que la válvula biestable comprenda un elemento de accionamiento realizado como émbolo neumático de control neumático para el accionamiento del dispositivo de autoretencion. También el uso de un émbolo neumático de control neumático para el accionamiento del dispositivo de autoretencion, es decir, para la desviación axial del elemento deslizante movible, es una opción perfecta para el control de válvulas.

Preferentemente se usa una válvula biestable descrita en lo precedente en el marco de un sistema de freno de estacionamiento para vehículos industriales.

Se prefiere en particular que la válvula biestable sirva de válvula piloto para una válvula de relevo que controla un cilindro de freno de resorte acumulador asociado con el sistema de freno de estacionamiento. Los cilindros de freno de resorte acumulador del sistema de freno de estacionamiento deben recibir una carga de nivel de presión suficiente para abrir. Para que esto pueda lograrse dentro de un período de tiempo aceptable, la válvula que controla el cilindro de freno de resorte acumulador debe hacer posible un paso de aire suficiente, y debe ser diseñada, por lo tanto, comparativamente grande y pesada. El mando de una válvula de relevo monoestable por la válvula biestable, controlando la válvula de relevo el cilindro de freno de resorte acumulador, es ventajoso porque la válvula de relevo monoestable tiene una construcción más sencilla que la válvula biestable y el paso de aire suficiente puede lograrse con una inversión constructiva menor.

Alternativamente puede preverse también que la válvula biestable controle directamente un cilindro de freno de resorte acumulador asociado directamente con el sistema de freno de estacionamiento. Un control directo por la válvula biestable no es imposible; el control directo permite prescindir de tubería adicional, necesaria de otra forma.

El método genérico es perfeccionado porque un elemento deslizante movible del dispositivo de autoretencion es desviado en dirección axial por un elemento de accionamiento, porque el elemento deslizante movible desplaza axialmente un elemento de retención profunda rotatorio relativo al elemento deslizante y lo gira sobre el eje de desplazamiento, porque a causa de la rotación sobre el eje de desplazamiento el elemento de retención profunda, después de terminar la desviación axial, es trasladado por el elemento de accionamiento relativo a una muesca fija a una posición de retención siguiente, estando asociadas dos posiciones de retención que se siguen una a la otra con los dos estados de conmutación estables de la válvula biestable, y porque el traslado de la muesca a la siguiente posición de retención cambia el sistema de freno de estacionamiento a otro estado de funcionamiento.

De esta manera se aplican las ventajas y particularidades del sistema de freno de estacionamiento inventivo también en el marco de un método. Esto vale también para las modalidades del método inventivo particularmente preferidas, indicadas a continuación.

El método inventivo es perfeccionado convenientemente porque la válvula biestable controla directamente mediante presión un cilindro de freno de resorte acumulador .

Pero preferentemente se prevé que la válvula biestable mande mediante presión indirectamente un cilindro de freno de resorte acumulador mediante una válvula de relevo.

La invención es explicada ahora con referencia a las figuras anexas mediante una modalidad particularmente preferida.

Se muestra: Figura 1 un dispositivo de autoretención que es accionable mediante una bobina de inducción; Figura 2 un elemento deslizante, accionable mediante aire comprimido, de un dispositivo de autoretención; Figura 3 una representación para explicar el funcionamiento del dispositivo de autoretención y Figura 4 un sistema de freno de estacionamiento inventivo.

En las figuras siguientes, los mismos signos de referencia designan partes iguales o del mismo tipo.

La figura 1 muestra un dispositivo de autoretención que es accionable mediante una bobina de inducción. Un dispositivo 12 de autoretención representado comprende un elemento 14 deslizante movible que, al alimentar corriente eléctrica a una bobina 20 de inducción, puede acercarse en dirección 40 de desplazamiento axial a un elemento 18 de retención profunda rotatorio. Si una corona 46 dentada, dispuesta en el elemento 14 deslizante movible, otra corona 48 dentada dispuesta en el elemento 18 de retención profunda rotatorio, entonces también el elemento 18 de retención profunda es desplazado por el elemento 14 deslizante movible en dirección axial por una altura 44 de levantamiento, por lo que una muesca fija, relativa al elemento 18 de retención profunda es levantada de una posición A 70 de retención. Debido a los perfiles de la corona 46 dentada y de la corona 48 dentada adicional, el elemento 18 de retención profunda rotatorio también es girado sobre la dirección 40 de movimiento axial relativo al elemento 14 deslizante que es movible sólo en dirección axial, por lo que la muesca 16 fija se ubica ahora, en dirección axial, por encima de una posición B 72 de retención. Si se desactiva ahora la bobina 20 de inducción, es decir, el elemento 14 deslizante regresa a su posición inicial, entonces también el elemento 18 de retención profunda rotatoria regresa nuevamente, contra su dirección 40 de desplazamiento axial original. La muesca 16 fija llega a reposar finalmente en la posición 72 B de retención. El dispositivo 12 de autoretención se ha cambiado entonces de su posición A 70 de retención estable original a la nueva posición B 72 de retención estable que se diferencian entre sí por las posiciones diferentes, en dirección 40 de desplazamiento axial, del elemento 18 de retención profunda.

Esto permite el mando de una válvula mediante una brida 42 de conexión en el elemento 18 de retención profunda, válvula que se convierte en una válvula biestable con la ayuda del dispositivo 12 de autoretención.

La figura 2 muestra un elemento deslizante accionable mediante aire comprimido de un dispositivo de autoretención. Un elemento 14 deslizante movible representado que está alojado en forma movible en dirección 40 axial como parte de un émbolo 22 neumático, puede usarse análogamente al elemento deslizante, accionable en la figura 1 mediante una bobina de inducción, como parte de un dispositivo de autoretención. El elemento 14 deslizante movible posee con esta finalidad nuevamente de una corona 46 dentada que es capaz de convertir el movimiento axial del elemento 14 deslizante en un movimiento rotatorio del elemento 18 de retención profunda no representado. El elemento deslizante accionable mediante presión posee una conexión 54 de presión, una salida de aire 56, una junta 50 y otra junta 52 que permiten de manera convencional una desviación del elemento 14 deslizante en dirección 40 de desplazamiento axial.

La figura 3 muestra una representación para explicar el funcionamiento del dispositivo de autoretención. El dispositivo de autoretención representado está muy esquematizado y es una proyección a lo largo de la circunferencia del dispositivo de autoretencion en el plano.

La representación, por lo tanto, puede ser continuada en forma periódica en una dirección 68 de desplazamiento. La corona 46 dentada que está dispuesta en el elemento de desplazamiento movible puede desplazarse sólo en dirección axial, es decir, perpendicular con relación al dispositivo 68 de desplazamiento. La corona 48 dentada adicional, y el perfil, dispuesto debajo, con las dos posiciones A y B 70, 72 de retención, está dispuesta en el elemento de retención profunda rotatorio, estando predeterminada la dirección de rotación también por la dirección 68 de desplazamiento. Además, la muesca 16 fija está señalada en la posición A 70 de retención como una posición 62 inicial. La manera de funcionar del mecanismo de bolígrafo, representado a guisa de ejemplo, es descrito a continuación de manera detallada.

Mediante el accionamiento del elemento deslizante movible se acerca la corona 46 dentada perpendicular con relación a la dirección 68 de desplazamiento a la corona 48 dentada adicional. Después de que ambas coronas 46, 48 dentadas hagan contacto entre sí, el desplazamiento axial de la corona 46 dentada es convertida, gracias a los perfiles de los dientes de la corona 46 dentada y de la corona 48 dentada adicional, tanto en un desplazamiento axial del elemento de retención profunda con la corona 48 dentada adicional y el perfil 58 de retención, como también en un movimiento rotatorio en dirección de la dirección 68 de desplazamiento. Primeramente el perfil 58 de retención es desplazado tanto en dirección axial a lo largo de la línea 62, como también en la dirección 68 de desplazamiento. Este evento concluye cuando se alcanza una posición intermedia en una linea 64 en que un movimiento rotatorio adicional del elemento de retención profunda en dirección 68 de desplazamiento ya no es posible a causa del perfil de dientes de ambas coronas 46, 48 dentadas. El elemento de retención profunda ha girado entonces debajo de la muesca 16 fija, por lo que la muesca 16 fija se ubica ahora en la línea que marca la posición 64 intermedia.

Si el accionamiento del dispositivo de autoretención es concluido, entonces la corona 46 dentada regresa nuevamente en dirección axial a su posición inicial representada. El elemento de retención profunda se desplaza también en dirección axial junto con la corona 48 dentada adicional y el perfil 58 de retención. A causa de la rotación ya realizada en dirección 68 de desplazamiento, la muesca 16, sin embargo, ya no puede llegar a la posición A 70 de retención, sino cae ahora, a lo largo de la línea marcada por la posición 64 intermedia, a la posición B 72 de retención, girando la muesca 16 fija el elemento de retención profunda, gracias al perfil 58 de retención, todavía un poco en la dirección 68 de desplazamiento. El dispositivo de autoretención ha conmutado así de la posición A 70 de retención a la posición B 72 de retención. Un nuevo accionamiento del dispositivo de autoretención sólo cambiaría ahora el evento descrito, pero el dispositivo de autoretención cambiaría ahora de la posición B 72 de retención a la posición A 70' de retención en dirección 68 de desplazamiento.

La figura 4 muestra ahora un sistema de freno de estacionamiento inventivo. Un sistema 24 de freno de estacionamiento es cargado con aire comprimido por una conexión 34 de entrada de presión, y comprende un cilindro 28 de freno de resorte acumulador, una válvula 26 de relevo, una válvula 30 de retención de presión y una válvula 10 biestable; la alimentación con aire de la válvula 26 de relevo y de la válvula 10 biestable es garantizada corriente abajo de una válvula 32 de retención. El cilindro 28 de freno de resorte acumulador es cargado por la válvula 26 de relevo con aire comprimido; la válvula 26 de retención tiene su propia salida 36 de aire y es controlada a través de una entrada 38 de control por la válvula 10 biestable. La válvula 10 biestable tiene un dispositivo 12 de autoretención inventivo, que ya se ha descrito. Entre la válvula 10 biestable y la válvula 26 de relevo se encuentra dispuesta la válvula de retención de presión, que es diseñada como válvula de 2/2 vías y puede ser controlada mediante modulación de amplitud de pulsos. En su posición de conmutación no representada, la válvula 30 de retención de presión puede retener la presión en la entrada 38 de control . Gracias al mando mediante modulación de amplitud de pulsos de la válvula 30 de retención de presión puede realizarse un escalonado del efecto de frenado del sistema 24 de freno de estacionamiento.

Las características de la invención manifestadas en la descripción precedente, en las figuras y en las reivindicaciones pueden ser esenciales para la materialización de la invención tanto de manera individual como en combinación arbitraria.

Lista de signos de referencia 10 Válvula biestable 12 Dispositivo de autoretención 14 Elemento deslizante movible 16 Muesca fija 18 Elemento de retención profunda rotatorio 20 Bobina de inducción 22 Émbolo neumático 24 Sistema de freno de estacionamiento 26 Válvula de relevo 28 Cilindro de freno de resorte acumulador 30 Válvula de retención de presión 32 Válvula de retención 34 Conexión de entrada de presión 36 Salida de aire 38 Entrada de control 40 Dirección de desplazamiento axial 42 Brida de conexión 44 Altura de levantamiento 46 Corona dentada 48 Corona dentada adicional 50 Junta 52 Junta adicional 54 Conexión de presión 56 Salida de aire 58 Perfil de retención 62 Posición inicial 64 Posición intermedia 66 Posición final 68 Dirección de desplazamiento 70 Posición A de retención 72 Posición B de retención 70' Posición A de retención

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Una válvula biestable que tiene un dispositivo de autoretencion, caracterizada porque el dispositivo de autoretencion - comprende un elemento deslizante movible, - una muesca fija y un elemento de retención profunda, rotatorio relativo al elemento deslizante y la muesca.

2. Una válvula biestable según la reivindicación 1, caracterizada porque la válvula biestable comprende un elemento de accionamiento realizado como una bobina de inducción eléctricamente controlable para el accionamiento del dispositivo de autoretencion.

3. Una válvula biestable según la reivindicación 1, caracterizada porque la válvula biestable comprende un elemento de accionamiento realizado como émbolo neumático neumáticamente controlable para el accionamiento del dispositivo de autoretencion.

4. Un sistema de freno de estacionamiento operado con aire comprimido para un vehículo industrial teniendo una válvula biestable según una de las reivindicaciones precedentes .

5. Un sistema de freno de estacionamiento operado con aire comprimido según la reivindicación 4, caracterizado porque la válvula biestable funciona como mando de una válvula de relevo que controla un cilindro de freno de resorte acumulador asociado con el sistema de freno de estacionamiento .

6. Un sistema de freno de estacionamiento operado con aire comprimido según la reivindicación 4, caracterizado porque la válvula biestable controla directamente un cilindro de freno de resorte acumulador asociado con el sistema de freno de estacionamiento.

7. Un método para el accionamiento de un sistema de freno de estacionamiento teniendo un dispositivo de autoretencion comprendiendo una válvula biestable, caracterizado porque - se desvía en dirección axial un elemento deslizante movible del dispositivo de autoretencion mediante un elemento de accionamiento, - porque el elemento deslizante movible desplaza axialmente un elemento de retención profunda, rotatorio relativo al elemento deslizante, y lo gira sobre el eje de desplazamiento, porque mediante la rotación sobre el eje de desplazamiento, después del fin de la desviación axial, el elemento de retención profunda es trasladado por el elemento de accionamiento relativo a una muesca fija a una siguiente posición de retención, estando dos posiciones de retención, que se siguen entre sí, asociadas con los dos estados de conmutación estables de la válvula biestable, y - mediante el traslado de la muesca a la siguiente posición de retención el sistema de freno de estacionamiento cambia a otro estado de funcionamiento.

8. Un método según la reivindicación 7, caracterizado porque la válvula biestable controla un cilindro de freno de resorte acumulador directamente con presión.

9. Un método según la reivindicación 7, caracterizado porque la válvula biestable controla indirectamente por presión mediante una válvula de retención un cilindro de freno de resorte acumulador.